Veröffentlicht am: 02.05.2003 10:13:50
Wo nichts reibt, da verschleißt auch nichts. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen hat nun einen magnetischen Joystick entwickelt, dessen Position durch einen 3-D-Magnetfeldsensor exakt bestimmt wird.
Die Wissenschaftler hatten in erster Line freilich nicht den Ansporn einen Joystick fürs Spielen zu entwickeln, sondern für die Industrie, wenngleich man die Technik anstatt in sensiblen Steuerkonsolen auch für PC und Konsole einsetzen kann.
Herzstück des Magnet-Joysticks ist ein 3-D Magnetfeldsensor, der alle drei Raumkoordinaten gleichzeitig erfasst. Bisher konnten Halbleiter-Magnetfeldsensoren nur ein senkrecht verlaufendes Feld messen. Der Grund: Die Hall-Elemente, die bei Anlegen eines Magnetfelds eine Spannung erzeugen, mussten flach in der Oberfläche des Chips liegen. Den Fraunhofer-Forschern gelang es jetzt, die Hall-Elemente quasi aufrecht in den Chip einzusetzen.
Damit lassen sich erstmals auch horizontale Felder erfassen. Zwei solche, im 90-Grad-Winkel angeordnete Sensoren können das Magnetfeld in der Ebene bestimmen. Ein weiterer Sensor, der flach auf der Oberfläche liegt, misst die dritte Dimension. Der fertige 3-D-Sensor-Chip registriert räumliche Feldänderungen - beispielsweise wenn ein magnetischer Joystick bewegt wird. Gleichzeitig digitalisiert er die Messwerte und leitet sie an den Rechner oder Mikrocontroller weiter.
„Unsere Technik arbeitet berührungslos und wartungsfrei. Es werden keine Schleifkontakte benötigt und daher gibt es keine Abnutzung“, erklärt Hans-Peter Hohe.
Die Technik lässt sich je nach Bedarf anpassen, z.B. für Drehschalter und Drehwinkelsensoren, wie sie in LKWs verwendet werden, Eingabefeldern für Handys und Kleincomputer, die mit einem magnetischen Stift beschrieben werden können, oder ein berührungsloses Positionsmesssystem.
Hierzu wird je nach Anwendung ein ASIC erstellt. Um schnell Kundenwünschen entgegenzukommen wurden die häufigsten und naheliegendsten Anwendungen in einer Sensorbibliothek gespeichert.
„Prinzipiell kann ich den Magnetfeldsensor überall einsetzen, wo ich berührungslos eine Positionsveränderung messen will“, resümiert Hohe.
Fraunhofer Institut Integrierte Schaltungen
wan